جستجو در سایت :   

دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته مهندسی نساجی

گرایش : شیمی نساجی و علوم الیاف

عنوان : تکمیل منسوج با چند لایه مرکب نانو لوله ­های کربنی/ پلیمر رسانا

دانشکده فنی

گروه مهندسی نساجی

گرایش شیمی نساجی و علوم الیاف

عنوان:

تکمیل منسوج با چند لایه مرکب نانو لوله­ های کربنی/ پلیمر رسانا

استاد راهنما:

دکتر وحید متقی ­طلب

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی گردد

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود می باشد)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن می باشد هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود اما در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل می باشد)

چکیده:

در این پژوهش، هدف اصلی تکمیل منسوج با چندلایه­ی مرکب نانولوله­های کربنی و پلیمر رسانا و بهره گیری از آن به عنوان الکترود مقابل در سلول­های خورشیدی می­باشد. جهت دستیابی به این هدف آزمایشات در چند مرحله انجام گردید.  

در مرحله­ی اول آماده­سازی به دو روش هیدرولیز قلیایی و پلاسمای اکسیژن به مقصود افزایش مکان­های جاذب بر روی سطح انجام گردید. سپس بعضی از نمونه­ها به روش لایه­نشانی احیایی با نانوذرات مس یا نیکل پوشش­دهی شدند. در مراحل بعدی از این نمونه­ها (خام، پوشش­دهی شده با نانوذرات مس و پوشش­دهی شده با نانوذرات نیکل) به عنوان زیرلایه بهره گیری گردید.

لایه ­نشانی پارچه ­های پلی­استری پوشش­دهی شده با نانوذرات مس یا نیکل به دلیل حضور اسید و ماده­ی اکسیدکننده در شرایط پلیمریزاسیون پلی­انیلین، با موفقیت انجام نشد. لایه­نشانی با پلی­پیرول به روش پلیمریزاسیون شیمیایی انجام گردید. الکتریکی سطحی و درصد افزایش وزن نمونه­های لایه­نشانی شده با پلی­پیرول برای پارچه­ی پلی­استری خام، پوشش­دهی شده با نانوذرات مس و پوشش­دهی شده با نانوذرات نیکل (آماده­سازی شده به روش پلاسمای اکسیژن) به ترتیب 41، 52 و Ω/Sq 22 و 80/22، 31/7 و 71/18 درصد و برای نمونه ­های آماده­سازی شده به روش هیدرولیز قلیایی 42، 61 و Ω/Sq 27 و 65/21، 92/5 و 90/15 درصد بدست آمد. پس از لایه­نشانی با پلی­پیرول، انعکاس کاهش پیدا نمود. نمودارهای ولتامتری چرخه­ای هم نشان­ دهنده­ رسانایی مناسب و فعالیت الکتروشیمیایی خوب نمونه ­ها می­باشد.

در مرحله­ی آخر لایه­ای از نانولوله­ های کربنی بر روی سطح لایه­نشانی گردید. پس از لایه­نشانی زیرلایه ­ها با نانولوله­ های کربنی مقاومت الکتریکی سطحی افزایش پیدا نمود. مقاومت الکتریکی سطحی و درصد افزایش وزن نمونه­ های لایه­نشانی شده با نانولوله­ های کربنی برای پارچه­ پلی­استری خام، پوشش­دهی شده با نانوذرات مس و پوشش­دهی شده با نانوذرات نیکل (آماده­سازی شده به روش پلاسمای اکسیژن) به ترتیب 127، 112 و Ω/Sq 70 و  399/0، 967/0 و 520/0 درصد و برای نمونه­ های آماده­سازی شده به روش هیدرولیز قلیایی 128، 112 و Ω/Sq 88 و  633/0، 810/0 و 545/0 درصد بدست آمد. پس از لایه­نشانی با نانولوله­ های کربنی، انعکاس کاهش پیدا نمود.

پیشگفتار:

فرآیند تکمیل به مجموعه عملیاتی که بر روی یک سطح (بستر) جهت رسیدن به یک ویژگی و کاربرد خاص انجام می­گیرد، گفته­ می­گردد. این فرآیند در صنایع مختلف مانند صنعت نساجی بسیار مورد بهره گیری قرار می­گیرد. فرآیند تکمیل می­تواند در کاربردهایی مانند بهبود ظاهر، چسبندگی یا ترشوندگی، مقاومت در برابر خوردگی مقاومت در برابر مواد شیمیایی، تغییر هدایت الکتریکی به کار گرفته ­­گردد[1].

امروزه انرژی یک نیاز مهم برای زندگی روزمره و صنعت به شمار می­آید. نیاز به انرژی هر روز در حال افزایش اما منابع انرژی محدود و رو به پایان هستند. به همین دلیل محققان درصدد گسترش منابع جدید انرژی هستند که فراوان، ارزان و دوست­دار محیط زیست هستند. انرژی خورشیدی نامحدود، تمیز و تجدیدپذیر می باشد که می­تواند گزینه­ی مناسبی جهت رفع این نیازهای بشر باشد. سلول­های خورشیدی که مستقیما نور خورشید را به انرژی الکتریکی تبدیل می­کنند ساختار جالبی برای تولید انرژی هستند که یکی از انواع آن سلول­های خورشیدی رنگ حساس می­باشند. در ساخت این سلول­ها از شیشه­های رسانا به عنوان زیرلایه بهره گیری می­گردد[2]. نیروی الکتریکی تولیدی از نور خورشید، می­تواند برای کاربردهای مختلفی زیرا خنک سازی، حرارت دهی، روشنایی، شارژ باطری­ها و تولید نیروی الکتریکی برای وسایل الکتریکی متنوع، مورد بهره گیری قرار بگیرد  .[3]سلول­های خورشیدی رنگ حساس در مقایسه با دیگر انواع سلول­های خورشیدی مزایایی همچون عدم نیاز به تجهیزات پیچیده جهت تولید انبوه، سازگار با محیط زیست، عدم وابستگی به زاویه تابش، امکان کار در روزهای ابری و بارانی، ارزان بودن و تنوع زیاد دارند که توجه بسیاری از محققان را به خود جلب کرده­اند [4, 5].

مانند معضلات سلول­های خورشیدی رنگ حساس، سنگین وزن بودن، عدم انعطاف­پذیری شیشه­های رسانا به عنوان زیرلایه و الکترود مقابل پلاتین می­باشد. پلاتین ماده­ای گران قیمت می­باشد که آماده­سازی سلول­ها در مقیاس وسیع را با هزینه­ی زیادی همراه می­کند به همین جهت محققان به دنبال یافتن موادی جهت جایگزینی پلاتین در سلول­های خورشیدی هستند. تاکنون مواد زیادی مانند مواد کربنی، پلیمرهای رسانا و یا کامپوزیتی از آن­ها که رسانایی، فعالیت الکتروشیمیایی و قیمت مناسبی دارند به کار گرفته شده اند[6].

در این پروژه، تکمیل منسوج با پلیمر رسانا و نانولوله­های کربنی به مقصود ایجاد هدایت الکتریکی با هدف بهره گیری در سلول­های خورشیدی به عنوان الکترود مقابل انجام شده می باشد.

با در نظر داشتن اهداف یاد شده و به مقصود آشنایی مقدماتی با موضوع بایستی اظهار گردد که این پژوهش در قالب چهار فصل تهیه شده که به تبیین ذیل می باشند:

– در فصل نخست با عنوان )) مقدمه و مروری بر مقالات (( به مطالعه تحقیقات انجام گرفته در زمینه ساخت الکترود مقابل با پلیمر رسانا و نانولوله ­های کربنی و روش­های تولید منسوجات پوشش­دهی شده با پلیمر رسانا و نانولوله­های کربنی پرداخته شده می باشد.

– در فصل دوم این پژوهش، با عنوان )) تجربیات (( به اظهار تبیین مواد و دستگاه های مورد بهره گیری جهت تولید منسوجات رسانا با پلیمر رسانا و نانو لوله ­های کربنی پرداخته می باشد.

– فصل سوم تحت عنوان )) نتایج و بحث (( به اظهار دقیق نتایج آزمایش ها و نیز مطالعه منسوجات رسانا با پلیمر رسانا و نانو لوله­های کربنی، تحلیل خواص فیزیکی، مورفولوژی، نوری، رفتار الکتروشیمیایی و همچنین مطالعه روش های مختلف بهره گیری شده جهت تولید منسوجات رسانا با پلیمر رسانا و نانولوله ­های کربنی پرداخته شده می باشد.

– فصل چهارم با عنوان )) نتیجه گیری نهایی و پیشنهادات (( به نتیجه­گیری پایانی پرداخته و پیشنهادات مربوطه جهت مطالعات آینده را ارائه نموده می باشد.

فصل اول: مقدمه و مروری بر مقالات

 :دانلود فایل متن کامل پایان نامه در سایت sabzfile.com

1- مقدمه

در این فصل به پیشینه و کاربرد کامپوزیت ها، کامپوزیت نانولوله ­های کربنی و پلیمر هادی و بهره گیری از آن­ها در سلول­های خورشیدی به عنوان الکترود مقابل، تأثیر، اهمیت و معضلات الکترود مقابل پرداخته شده می باشد.

1-1- تعریف کامپوزیت

ترکیب دو یا چند ماده با یکدیگر به طوری که به صورت شیمیائی مجزا و غیر محلول در یکدیگر باشند و بازده و خواص سازه­ای این ترکیب نسبت به هریک از اجزاء تشکیل دهنده آن به تنهایی­، در موقعیت برتری قرار بگیرد را کامپوزیت می­نامند. به بیانی دیگر کامپوزیت به دسته ای از مواد اطلاق می­گردد که آمیزه ای از مواد مختلف و متفاوت در فرم و ترکیب باشند و اجزاء تشکیل دهنده آن­ها هویت خود را حفظ کرده، در یکدیگر حل نشده، با هم ممزوج نمی­شوند [7].

2-1- تاریخچه

قدیمی ترین مثال از کامپوزیت ها مربوط به افزودن کاه به گل جهت تقویت گل و ساخت آجری مقاوم جهت بهره گیری در بناها بوده می باشد. قدمت این کار به 4000 سال قبل از میلاد مسیح باز می­گردد. در این مورد کاه تأثیر تقویت کننده و گل تأثیر زمینه یا ماتریس را دارد. ارگ بم که شاهکار معماری ایرانیان بوده می باشد. نمونه بارزی از بهره گیری از تکنولوژی کامپوزیت­ها در قرون گذشته بوده می باشد. مثال دیگر تقویت بتن توسط میله­ های فولادی می­باشد. که قدمت آن به سال ۱۸۰۰ میلادی باز می­گردد. در بتن مسلح یا تقویت شده میله های فلزی استحکام کششی لازم را در بتن ایجاد می­نمایند زیرا که بتن یک ماده ترد می­باشد و مقاومت اندکی در برابر بارهای کششی دارد. بدین ترتیب بتن وظیفه تحمل بارهای فشاری و میله های فولادی وظیفه تحمل بارهای کششی را بر عهده دارند [7].

3-1- تاریخچه مواد پلیمری تقویت شده با الیاف

تاریخچه مواد پلیمری تقویت شده با الیاف به سال­های 1940 در صنایع دفاعی و به خصوص کاربردهای هوا-فضا بر می­گردد. در این صنایع داشتن عملکرد بالا از مقرون به صرفه بودن اهمیت بیش­تری دارد. برای ساخت و طراحی مواد با عملکرد بالا از الیافی که نسبت استحکام به وزن بالایی داشتند بهره گیری گردید. برای مثال در سال 1945 بیش از 7 میلیون پوند الیاف شیشه به گونه خاص برای صنایع نظامی­، مورد بهره گیری قرار گرفته می باشد. علاوه بر هوافضا، از کامپوزیت منسوجات در زمینه­های مختلفی مانند ورزشی(تولید لباس­های ورزشی محافظ مثل کلاه و …)، پزشکی، تولید و ذخیره­سازی انرژی، الکترونیک، فناوری اطلاعات، خودرو سازی(در ساخت بدنه و سایر بخش­های اتومبیل مثل چرخ­ها) و ساختمان سازی(برای ساخت دیوارهایی با استحکام بالا و ضخامت کم و درنتیجه هزینه تولید پایین) مورد بهره گیری قرار می­گیرد[7].

4-1- کامپوزیت نانولوله ­های کربنی و پلیمر رسانا

تکنولوژی پلیمریزاسیون شیمیایی انیلین و پلی­پیرول در حدود یک قرن می باشد که شناخته شده می باشد. با کشف پلیمرهای رسانا در سال 1963، تحقیقات گسترده­ای در زمینه­­ی پلیمرهای رسانا توسط مک دیارمید (در سال 1976) با هدف کاربرد آن­ها در سنسورها، ذخیره­ی انرژی و خازن­ها و ابزارهای دیگر انجام گردید[8].

پلیمرهای رسانای تهیه شده  به روش پلیمریزاسیون شیمیایی رسانایی بالا، ثبات خوب و انحلال­پذیری ناچیزی در محلول­های آبی دارند. سنتز شیمیایی پلیمرهای رسانا ساده­ترین روش تهیه پلیمرهاست که در این روش، مونومرها با بهره گیری از یک ماده­ی اکسیدکننده پلیمریزه می­شوند. به عنوان مثال انیلین به صورت شیمیایی توسط اکسیدکننده­های متفاوتی مانند آمونیوم پرسولفات، پتاسیم دی­کرومات، آهن( ) کلراید و به گونه مشابه پلی­پیرول هم با بهره گیری از اکسیدکننده­های متفاوتی مانند نقره ( ) نیترات ، آهن( ) کلراید، آهن ( ) نیترات و مس( ) نیترات می­تواند تهیه گردد [8].

تیوفن و مشتقاتش هم می­تواند به صورت شیمیایی در محیط­های آلی تهیه شوند. اگرچه به علت حلالیت خوب مونومرها در محلول­های آبی، سنتز شیمیایی پلی­انیلین و پلی­پیرول در مقایسه با مشتقات تیوفن، مقرون به صرفه­تر و سازگار با محیط­زیست می باشد[8].

نانولوله­های کربنی به دلیل داشتن ساختار منحصربفرد، سطح مخصوص زیاد و پایداری گرمایی و الکتریکی بالا بسیار مورد توجه قرار گرفته­اند. هنگامی که نانولوله­های کربنی در داخل شبکه­های پلیمری قرار می­گیرند می­توانند هدایت الکتریکی و خواص مکانیکی آن­ها را بهبود ببخشند. پلیمر رسانا نوعی از پلیمرها با پیوندهای π و نانولوله­های کربنی هم پیوندهای π مزدوج دارند. که می توان نانولوله های کربنی را به نوعی پلیمر که تنها از کربن ساخته شده در نظرگرفت. هر اتم کربن نانولوله­ی کربنی یک اوربیتال P اضافی دارد و الکترون ها در اوربیتال P اضافی ، پیوندهای π غیر مستقر زیادی را به وجود می آورند. این الکترون های π غیرمستقر[1] می توانند به الکترون های π پلیمررسانا به صورت پیوندهای غیرکووالانسی π – π متصل شوند. پس پیوند پلیمررسانا با دیواره های جانبی نانولوله ی کربنی به شکل پیوندهای غیرکووالانسی π – π و کامپوزیت پلیمررسانا-نانولوله با ساختار هسته-پوسته می تواند فراهم گردد[9].

در تحقیقات گذشته، پلیمریزاسیون شیمیایی پلیمر رسانا و مشتقات آن بر روی مواد مختلف  مثل شیشه، پلیمر، سیلیکا، اکسیدهای فلزی، الیاف و منسوجات انجام شده می باشد. درنتیجه نشان داده گردید که همه­ی مواد می­توانند با بهره گیری از پلیمرهای رسانا و کامپوزیت جدیدشان پوشش­دهی شده و در زمینه­های مختلفی مورد بهره گیری قرار گیرند. کوشش­های زیادی در جهت بهبود خواص الکتروشیمیایی و مکانیکی پلیمرهای رسانای سنتز شده انجام گردید. برای این مقصود پوشش­دهی مواد کربنی مختلف با پلیمرهای رسانا انجام گردید. مواد کربنی مختلف ازجمله کربن سیاه، کربن فعال، الیاف کربن، نانولوله­های کربنی تک دیواره و چند دیواره، قبل از شروع پلیمریزاسیون به مقصود تشکیل سوسپانسیون در داخل محلول دیسپرس شدند. سپس پلیمریزاسیون در سطح این مواد کربنی اتفاق افتاد[8].

از آنجایی که نانولوله­های کربنی قابلیت دیسپرس شدن کمی در آب دارند، برای تهیه دیسپرسیون بهتر نانولوله­ها در محلول­های آبی، قبل و در حین پلیمریزاسیون شیمیایی تحت امواج فراصوت(اولتراسونیک) قرار گرفتند. درنتیجه مطالعاتی در راستای تاثیر امواج فراصوت بر محصول پلیمریزاسیون انجام گردید [10].

[1] delocalized π electrons

تعداد صفحه : 104

قیمت : 14700 تومان

این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   پایان نامه ارشد مهندسی نساجی: بررسی امکان استخراج الیاف بلند طبیعی سلولزی از برگ گیاه Typha australis

بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می گردد.

پشتیبانی سایت :        ****       serderehi@gmail.com

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

***  **** ***

دسته‌ها: مهندسی نساجی